缺氧诱导因子-1α在发声损伤中的致病机制研究

Voice overuse induced phonotrauma and voice disorders have attracted domestic and international attention, but the specific pathogenic mechanisms remain unclear. There was theory that microcirculation disorder played a major role in phonotrauma, however, there was few study discuss the function of hypoxia stress and hypoxia inducible factor (HIF). We have founded increased expression of HIF-1α and vascular endothelia growth factor (VEGF) in benign vocal fold disease, which indicate the important role of hypoxia stress reactor in phonotrauma. Our study will establish in vivo acute and chronic phonotrauma model of the canine, observe the changes of vocal fold microvascular permeability and vascular endothelial injury and analyze the relationship between the expression of HIF-1α, VEGF, matrix metalloproteinase -1, interleukin -1β and interleukin-6 in the canine model, as well as the expression of inflammatory cytokines in vocal fold fibroblast cells cultured under hypoxic condition. The results will reveal the pathogenesis of vocal fold benign lesions caused by excessive use of voice, establish the theoretical foundation and ideal research model for the prevention and treatment of phonotrauma induced voice disease.

过度用声引起的发声损伤和由此产生的嗓音障碍疾病已引起国内外的重视，但是其具体致病机制仍然不清楚。有研究表明声带过度振动引起的微循环障碍可能是发声损伤的重要原因，但缺氧应激反应及缺氧诱导因子（HIF）在其中的作用尚未有研究。本课题组在前期的实验中发现HIF-1α及血管内皮生长因子（VEGF）在声带良性增生性病变中存在高表达，提示了缺氧应激反应通路在发声损伤中起到了重要作用。本课题将在前期工作基础上，建立了吹鸣狗喉的活体动物模型，观察急慢性发声损伤后的微血管通透性及内皮损伤，进一步分析声带中HIF-1α及VEGF、基质金属蛋白酶-1、白介素-1β、白介素-6等炎症因子的表达及其关系，并通过观察声带成纤维细胞在缺氧培养情况下的HIF-1α通路，揭示过度用声引起声带良性病变的致病机制。研究结果将为发声损伤性嗓音障碍疾病的预防及治疗建立理论基础，同时为其预防和治疗方法的研究建立理想的模型。

嗓音障碍在人群中的发病率很高，过度用声引起的发声损伤是导致声带良性增生性疾病的关键因素，但其具体形成过程和机制还没有得到彻底的研究和阐明。本项目通过观察不同振动条件下微血管的血流、血管通透性改变及内皮损伤的情况阐明过度振动引起声带微血管损伤及微循环障碍形成缺氧反应的机制。建立了活体兔的吹鸣动物模型，在此基础上观察到过度发声引起的HIF-1α以及VEGF、MMP-1、IL-1β、IL-6等炎症因子mRNA的表达升高，探讨了过度发声引起缺氧反应及其相关因子表达的传导机制。通过观察声带息肉以及正常对照中HIF-1α和VEGF的表达，发现其在声带息肉组较对照组显著升高，说明声带良性增生性病变中存在缺氧应激反应。在对兔声带成纤维细胞缺氧培养后，观察到在缺氧48小时后兔声带成纤维细胞存在明显的缺氧应激反应，HIF-1α以及VEGF、MMP-1、IL-1β、IL-6等炎症因子mRNA的表达明显升高。缺氧培养下的HIF-1α以及VEGF等炎症因子表达升高，与过度发声声带损伤后的HIF-1α以及VEGF等炎症因子表达升高存在一定的相似性，进一步验证了发声损伤引起声带良性增生性病变中，缺氧应激反应可能存在作用的机理。本项目的研究表明过度发声可能会显著降低血液灌注，并在炎症情况下增加声带血管通透性，引起血管的损伤，另一方面还通过低氧反应通路激活炎症因子的释放，间断性的低氧反应使得缺氧与炎症反应形成循环，导致声带增生性疾病早期炎性病变的形成， 阐明了发声损伤引起声带良性增生性病变的形成机制，为其预防和治疗建立了理论和实验基础。